无乳纳米级丙烯酸酯系水性树脂的合成和性能研究

论文摘要

以乳化性单体ZD、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯为主要原料,通过溶液共聚法合成了一种用于丙烯酸酯水性涂料的高分子表面活性剂。使用FT—IR对合成产物的结构进行了表征,初步探讨了ZD对产物表面活性的影响。结果表明,共聚物的表观粘度（异丙醇溶剂,浓度85%）为100～530mPa·s,具有较低的CMC（4～9g/L）,最低表面张力降至31.5mN/m（25℃）。加入合成的高分子乳化剂,采用改进的无皂乳液连续聚合工艺,制备固含量40%丙烯酸酯无皂乳液,由TEM测得其粒径约90nm,粒子大小呈窄分布。确定最佳聚合工艺条件为:反应温度90℃,搅拌速率200～250r/min,引发剂用量为1.0wt%,高分子乳化剂用量7wt%。同时,研究了ZrO2+对此类乳液的交联改性,按n(ZrO2+):n（-COOH）为1:2的量加入碳酸锆铵,乳液涂膜硬度达2H,耐水性达72h以上。以双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为功能单体,合成含酮羰基的无皂纳米乳液,添加己二酰肼（ADH）,组成室温交联型乳液。研究表明,DAAM含量高,乳液的粘度大,当乳液中DAAM用量为6wt%时,体系凝胶量少,且涂膜硬度为2H,吸水率2.5%,乳液贮存6个月后仍保持稳定。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 乳液聚合国内外研究进展
• 1.1.1 常规乳液聚合体系
• 1.1.2 核/壳乳液聚合体系
• 1.1.3 无皂乳液聚合体系
• 1.1.4 微乳液聚合体系
• 1.1.5 乳胶互穿网络聚合物
• 1.2 高分子表面活性剂及其用于水性涂料乳化剂
• 1.2.1 高分子表面活性剂与乳化剂
• 1.2.2 高分子表面活性剂及其作为乳化剂研究进展
• 1.3 无皂乳液的聚合机理、技术进展以及应用
• 1.3.1 无皂乳液的聚合机理
• 1.3.2 高固含量无皂乳液聚合技术进展
• 1.3.3 无皂聚合乳液的应用
• 1.4 常温自交联的单组分丙烯酸乳液技术
• 1.4.1 酰肼基/羰基交联体系
• 1.4.2 乙酸乙酰氧基/多元胺交联体系
• 1.4.3 硅醇基交联体系
• 1.4.4 离子交联乳液体系
• 1.5 本课题研究的目的、意义及内容
• 1.5.1 现有技术存在的问题
• 1.5.2 本文研究目的及意义
• 1.5.3 本课题研究内容
• 1.5.4 特色与创新之处
• 2 水性涂料用高分子乳化剂的合成及性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料与试剂
• 2.1.2 高分子表面活性剂的合成
• 2.1.3 表面张力及临界胶束浓度的测定
• 2.1.4 红外分析
• 2.1.5 表观粘度
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 红外谱图表征
• 2.2.2 共聚物的表面张力和临界胶束浓度
• 2.2.3 共聚单体的选用
• 2.2.4 ZD用量对共聚物粘度的影响
• 2.2.5 ZD用量对共聚物水溶液性能的影响
• 2.3 本章小结
• 3 纳米级丙稀酸酯无皂乳液的合成
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料与试剂
• 3.1.2 主要仪器设备
• 3.1.3 丙稀酸酯无皂乳液聚合
• 3.1.4 性能测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 红外谱图表征
• 3.2.2 丙烯酸酯类单体的选择
• 3.2.3 乳液聚合工艺探讨
• 3.2.4 中和剂的选择
• 3.2.5 搅拌速率对乳液的影响
• 3.2.6 反应温度的确定
• 3.2.7 保温时间对转化率的影响
• 3.2.8 引发剂的影响
• 3.2.9 高分子乳化剂对体系性能的影响
• 3.2.10 乳液的粒径
• 3.2.11 涂膜的性能指标
• 3.3 本章小结
• 4 含酮羰基乳液与己二酸二酰肼（ADH）的交联研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料与试剂
• 4.1.2 主要仪器设备
• 4.1.3 含羰基的丙稀酸酯无皂乳液聚合
• 4.1.4 性能测试
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 交联涂膜红外光谱分析
• 4.2.2 乳液粒径及其分布的测定
• 4.2.3 无皂乳液的成膜特征讨论
• 4.2.4 DAAM对乳液及其涂膜性能的影响
• 4.2.5 Tg对乳液及其涂膜性能影响
• 4.2.6 涂膜的性能指标
• 4.3 本章小结
• 5 丙烯酸酯树脂的锆改性研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要原料与试剂
• 5.1.2 主要仪器设备
• 5.1.3 含羧基的丙稀酸酯无皂乳液聚合
• 5.1.4 性能测试
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 红外谱图表征
• 2+):n（-COOH）对纳米级丙烯酸酯无皂乳液的影响'>5.2.2 n(ZrO²⁺):n（-COOH）对纳米级丙烯酸酯无皂乳液的影响
• 5.2.3 羧基含量对无皂乳液性能的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间发表论文情况
• 致谢